استارتاپ آمریکایی می‌خواهد هواپیمای مسافربری با سرعت سه کیلومتر بر ثانیه بسازد

ساخت وسایل نقلیه‌ی هرچه سریع‌تر، همواره یکی از اساسی‌ترین و هیجان‌انگیزترین لذت‌های مهندسی بشر بوده است. اکنون استارتاپی به نام ونوس ایرواسپیس می‌خواهد با ساخت هواپیمایی مسافربری که بتواند با سرعت حیرت‌انگیز ماخ ۹ یا به عبارتی بیش از ۱۱٬۱۰۰ کیلومتر بر ساعت پرواز کند، «هرچه سریع‌تر» را به سطح تازه‌ای ارتقا دهد.

ساسی داگلبی، مدیرعامل ونوس ایرواسپیس که این شرکت را به‌همراه اندرو داگلبی، همسر خود بنیان‌گذاری کرده است، در گفتگو با وب‌سایت ارزتکنیکا می‌گوید: «اگر بتوانید در عرض یک ساعت به هرجایی می‌خواهید برسید، دنیا چقدر تغییر خواهد کرد؟»

وعده‌ی ساخت هواپیمایی که بتواند با سرعت سه کیلومتر بر ثانیه حرکت کند، واقعا شک‌برانگیز است. سریع‌ترین هواپیمایی که تاکنون ساخته شده، هواگرد شناسایی لاکهید اس‌آر-۷۱ بلک‌برد است که با سرعت ماخ ۳٫۲ پرواز می‌کرد. هر وسیله‌ی نقلیه‌ای که دارای سرعتی فراتر از ماخ ۹ باشد، ارتباط خود با زمین را از دست می‌دهد؛‌ زیرا در آن سرعت در پوششی از پلاسما قرار می‌گیرد؛ گویی فضاپیمایی است که با عبور از جو فوقانی زمین درحال بازگشت به زمین است.

در مقایسه با نمونه‌های مسافربری، هواپیمای مافوق صوت کنکورد با سرعت ماخ ۲ یا تقریبا ۲۱۰۰ کیلومتر بر ساعت پرواز می‌کرد. اغلب نسل جدید هواپیماهای مافوق صوت نیز که امروزه درحال ساخت هستند، مانند هواگرد شرکت بوم سوپرسونیک با سرعت ماخ ۱٫۷، قرار است در همان محدوده‌ی سرعت حرکت کنند.

داگلبی‌ها روند پرواز کاملا متفاوتی را پیشنهاد می‌دهند. آن‌ها قصد دارند هواپیمایشان از روی باند برخیزد و سپس به مدت ۱۰ دقیقه به کمک موتور موشکی خود ارتفاعش را افزایش دهد. با انجام این کار، هواپیما به ارتفاع تقریبا ۵۰ کیلومتری یا نیمی از فاصله‌ی سطح زمین تا فضا فرستاده می‌شود. شگفت‌انگیزتر اینکه آن‌ها می‌خواهند مانند هواپیماهای معمولی، روزانه چهار بار چنین پروازی انجام دهند.

بدین منظور، ونوس ایرواسپیس به‌تازگی در مورد ترکیب سوخت برای موتور خود تصمیم‌گیری کرده است: پراکسید هیدروژن در دمای اتاق و سوخت جت معمول به‌کاررفته برای اکثر هواپیماهایی که هم‌اکنون در فرودگاه‌ها پرواز می‌کنند. مهندسان شرکت همچنین به‌تازگی به انفجار مافوق‌صوت پراکسید مایع و سوخت جت دست یافتند که موفقیتی مهم برای استفاده از ترکیب سوختی پایدار محسوب می‌شود.

شرط ضروری برای امکان‌پذیرکردن پرواز هواپیمایی با سرعت ماخ ۹، به‌کارگیری نوع جدیدی از موتور مبتنی بر «انفجار چرخشی» است. دولت‌های سرتاسر جهان از بیش از یک دهه پیش درحال پژوهش روی این فناوری بوده‌اند؛ زیرا این نوع موتور در کاربردهای مختلف، از کشتی‌های نیروی دریایی آمریکا گرفته تا موتورهای موشکی، از پتانسیل افزایش بهره‌وری سوخت برخوردار است.

در یک موتور موشک سنتی، سوخت و اکسیدکننده در فشار بسیار بالا به محفظه‌ی احتراق تزریق می‌شوند و با سوختن در آنجا، فواره‌ای بسیار پرانرژی تولید می‌کنند که طبق قانون سوم نیوتن، با خروج از انتهای وسیله‌ی نقلیه، آن را به جلو می‌راند. موتور انفجار چرخشی از این نظر متفاوت است که موج انفجار در مجرایی دایره‌ای حرکت می‌کند. این چرخش با تزریق سوخت و اکسیدکننده حفظ می‌شود و موج انفجاری تولید می‌کند که با سرعت مافوق صوت به بیرون حرکت می‌کند.

عملکرد موتور انفجار چرخشی پیچیده به‌نظر می‌آید؛ اما تعداد فزاینده‌ای از گروه‌های پژوهشی در ژاپن، اروپا، ایالات متحده و کشورهای دیگر، چنین موتورهایی را تولید و آزمایش کرده‌اند. درنتیجه آن‌ها دیگر صرفا ایده‌ای فرضی نیستند. موتورها در آزمون‌های آزمایشگاهی، تقریبا ده درصد بازدهی در مصرف سوخت را ارائه کرده‌اند.

ده درصد ممکن است چندان زیاد به‌نظر نرسد؛ اما برای ونوس ایرواسپیس عددی سرنوشت‌ساز محسوب می‌شود. تقریبا ۸۰ درصد از جرم هواپیماهای مافوق صوت از سوخت و اکسیدکننده تشکیل شده است. با افزایش بازدهی سوخت، درواقع جرم بیشتر برای عناصر مهم مانند ارابه فرود، بال‌ها و حتی تعدادی مسافر باقی می‌ماند. اندرو داگلبی می‌گوید: «[بازدهی سوخت] به ما امکان می‌دهد تا واقعا وسیله‌ی نقلیه‌ای بسازیم که شبیه هواپیما باشد.»

ایرواسپیس درهمین‌حال که روی موتور موشک خود کار می‌کند، آزمایش پهپادها را نیز برای اصلاح شکل هواپیمای خود آغاز کرده است. به‌تازگی پهپادی به طول ۱٫۵ متر پرواز آزمایشی کاملا خودکاری را در کالیفرنیا انجام داد. ونوس قصد دارد تا پیش از پایان سال جاری، با پهپادی به طول تقریبا ۲٫۵ متر به سرعت مافوق صوت برسد و تا اوایل سال ۲۰۲۴ با موتور انفجار چرخشی به سرعت ماخ ۳ دست یابد.

ونوس ایرواسپیس تقریبا ۸۰ کارمند تمام‌وقت و ۲۰ پیمانکار دارد که اغلبشان در آشیانه‌ی شرکت در پایگاه فضایی هیوستون کار می‌کنند. ونوس تاکنون ۴۱ میلیون دلار بودجه جذب کرده و ساسی داگلبی می‌گوید شرکت درحال کار روی دور دوم جذب سرمایه است. او و همسرش هردو پیش از بنیان‌گذاری ونوس ایرواسپیس در تابستان ۲۰۲۰، برای ویرجین اوربیت کار می‌کردند.

ونوس ایرواسپیس برای موفقیت راهی بسیار طولانی در پیش دارد، اما به‌نظر می‌آید که در ابتدای راه درحال برداشتن گام‌های درست است.